针对早期版本的通用语言运行时和C#语言的局限,泛型提供了一个解决方案。以前类型的泛化(generalization)是靠类型与全局基类System.Object的相互转换来实现。.NET框架基础类库的ArrayList容器类,就是这种局限的一个例子。ArrayList是一个很方便的容器类,使用中无需更改就可以存储任何引用类型或值类型。
//The .NET Framework 1.1 way of creating a list ArrayList list1 = new ArrayList(); list1.Add(3); list1.Add(105); //... ArrayList list2 = new ArrayList(); list2.Add(“It is raining in Redmond.”); list2.Add("It is snowing in the mountains."); //...
但是这种便利是有代价的,这需要把任何一个加入ArrayList的引用类型或值类型都隐式地向上转换成System.Object。如果这些元素是值类型,那么当加入到列表中时,它们必须被装箱;当重新取回它们时,要拆箱。类型转换和装箱、拆箱的操作都降低了性能;在必须迭代(iterate)大容器的情况下,装箱和拆箱的影响可能十分显著。
另一个局限是缺乏编译时的类型检查,当一个ArrayList把任何类型都转换为Object,就无法在编译时预防客户代码类似这样的操作:
ArrayList list = new ArrayList(); //Okay. list.Add(3); //Okay, but did you really want to do this? list.Add(.“It is raining in Redmond.”); int t = 0; //This causes an InvalidCastException to be returned. foreach(int x in list) { t += x; }
虽然这样完全合法,并且有时是有意这样创建一个包含不同类型元素的容器,但是把string和int变量放在一个ArrayList中,几乎是在制造错误,而这个错误直到运行的时候才会被发现。
在1.0版和1.1版的C#语言中,你只有通过编写自己的特定类型容器,才能避免.NET框架类库的容器类中泛化代码(generalized code)的危险。当然,因为这样的类无法被其他的数据类型复用,也就失去泛型的优点,你必须为每个需要存储的类型重写该类。
ArrayList和其他相似的类真正需要的是一种途径,能让客户代码在实例化之前指定所需的特定数据类型。这样就不需要向上类型转换为Object,而且编译器可以同时进行类型检查。换句话说,ArrayList需要一个类型参数。这正是泛型所提供的。在System.Collections.Generic命名空间中的泛型List<T>容器里,同样是把元素加入容器的操作,类似这样:
The .NET Framework 2.0 way of creating a list List<int> list1 = new List<int>(); //No boxing, no casting: list1.Add(3); //Compile-time error: list1.Add("It is raining in Redmond.");
与ArrayList相比,在客户代码中唯一增加的List<T>语法是声明和实例化中的类型参数。代码略微复杂的回报是,你创建的表不仅比ArrayList更安全,而且明显地更加快速,尤其当表中的元素是值类型的时候。